Patrick Braga
Fundamentos de Bioquímica SUBSTÂNCIAS INORGÂNICAS
As substâncias inorgânicas presentes nos seres vivos têm estruturas menos complexas e sempre carregam menos energia do que uma substância orgânica. As mais notáveis são a água e os sais minerais. A água é a substância inorgânica mais importante dos seres vivos, pois é obrigatória em toda forma de vida atualmente conhecida. Sua quantidade varia dependendo da espécie de ser vivo, sua idade, e seu metabolismo. Sua estrutura molecular forma polos de energia (o oxigênio é negativo e o hidrogênio é positivo), o que leva à atração entre moléculas. As moléculas formam pontes de coesão de hidrogênio1 (figura abaixo), criando tensão superficial, uma força que ajuda a água a ficar junta em gotas. Outra importância da água é que ela é um solvente universal. Sendo que a maioria de substancias são polares, a água consegue dissolvê-las com facilidade. Portanto, são hidrossolúveis. Suas três funções principais são de transporte, hidrólise, e proteção térmica. A propriedade da água que faz com que FIGURA 1. A polaridade da água ajuda a ela ajuda e transportar substâncias é criar pontes de coesão entre o hidrogênio e conhecida como capilaridade. Sua o oxigênio. participação de reações químicas é conhecida como hidrólise, quando ela é divida em hidróxido (OH_) ou em hidrogênio. Sais minerais são íons ou cristais que têm as funções de regulação da quantidade de água em um organismo, de equilíbrio de ácidos e bases, de serem cofatores enzimáticos, e de distribuição elétrica.
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Atenção: pontes de coesão não equivalem a ligações químicas!
SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS Substâncias orgânicas são mais complexas do que as inorgânicas e são mais ricas em energia. Elas têm funções energéticas, estruturais, e reguladoras (controladoras) de atividades orgânicas, com destaque ao metabolismo2. Os dois tipos de matéria orgânica mais importantes são os carboidratos e os lipídios.
CARBOIDRATOS Os carboidratos3 são compostos de carbono, hidrogênio, oxigênio, e nitrogênio. Um exemplo de um carboidrato energético é a glicose C6H12O6 . Um exemplo de um carboidrato de estrutura é a quintina, n NOME parte dos exoesqueleto de artrópodes. Também podem ser 3 Triose encontrados carboidratos em paredes celulares. 4 Tetrose Monossacarídeos são os carboidratos mais simples. Sua formula é CnH2nOn, onde a incógnita n pode variar entre 3 e 7. Por exemplo, a fórmula para o monossacarídeo heptose seria C7H14O7. Veja FIGURA 2 para mais detalhes.
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Pentose Hexose Heptose FIGURA 2.
Oligossacarídeos são formados de entre 2 e 10 monossacarídeos. Sua fórmula é C2nH4n-2O2n. Onde n é 2 (e, portanto, a fórmula é C4H6O4) está presente um dissacarídeo. Polissacarídeos são feitos de milhares de monossacarídeos. Eles servem de reserva energética. São encontrados como amido nas plantas (onde são guardados em caules, frutos, e sementes) e glicogênio nos animas (onde são guardados nos músculos principalmente).
LIPÍDIOS Os lipídios são um grupo heterogêneo e hidrofóbico de substâncias apolares com maior solubilidade em solventes orgânicos. Membros notáveis são óleos, ceras, gorduras, e assim por diante. Eles podem ser divididos em várias partes. Os triglicerídeos são lipídios compostos de três ácidos graxos (ácidos orgânicos) e glicerol (álcool). Por serem reservas energéticas, tendem a ser isolantes térmicos em temperatura ambiente. A gordura, encontrada em animais, é solida; e o óleo, encontrado em vegetais, é liquido. Lembre-se de que o metabolismo existe em duas formas: o anabolismo (a montagem de moléculas) e o catabolismo (a quebra de moléculas). 3 Uma dica para facilmente identificar carboidratos é pelo reconhecimento do sufixo “-ose.” 2
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Outros tipos importantes de lipídios incluem fosfolipídios, que fazem parte da estrutura de membranas celulares; ceras, que têm a função de impermeabilização e proteção; e esteroides, como hormônios sexuais, vitamina D, e colesterol.
COMPARAÇÕES ESTRUTURAIS DE CARBOIDRATOS E LIPÍDIOS
Vitamina D Estrogênio
C22H44O
C18H24O2
Benzamido Glicose
C6H5CONH2
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